展覽建筑的消防設(shè)計(jì)探析

劉 燕 （江蘇省建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，江蘇 南京 210019）

1 概述

南京國(guó)際博覽中心三期展廳位于基地北側(cè)，總建筑面積67845.22m2，建筑高度22.15m；展廳均為單層甲類(lèi)展廳，共3個(gè)，每個(gè)展廳東西向長(zhǎng)108m，南北跨度達(dá)70m。展廳一層為卸貨區(qū)、展廳、登陸門(mén)廳及若干對(duì)外商業(yè)零售用房，二層為展覽交通廊、會(huì)議洽談室與設(shè)備用房。

2 消防系統(tǒng)

2.1 消火栓系統(tǒng)

本展廳凈空高度較高，最高處達(dá)20m，按《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50045-2014）第 7.4.12 條“高層建筑、廠房、庫(kù)房和室內(nèi)凈空高度超過(guò)8m的民用建筑等場(chǎng)所，消火栓栓口動(dòng)壓不應(yīng)小于0.35MPa，且消防水槍充實(shí)水柱應(yīng)按13m計(jì)算”的規(guī)定，本展廳為室內(nèi)凈空高度超過(guò)8m的民用建筑，即使消防水槍充實(shí)水柱按13m的長(zhǎng)度計(jì)，仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)“同一平面有2支消防水槍的2股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)任何部位”的規(guī)范要求，故本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初就對(duì)水槍的充實(shí)水柱長(zhǎng)度進(jìn)行了重新計(jì)算：當(dāng)凈空高度20m，水槍噴水仰角60°時(shí)，水槍充實(shí)水柱的長(zhǎng)度為：（20-1）?1.732=22m，栓口壓力的H=H+h+H=40m，本展廳算上水頭損失，系統(tǒng)的入口壓力為60m，否則水槍充實(shí)水柱的長(zhǎng)度就無(wú)法保證。

消防箱的設(shè)置必須設(shè)置在樓梯間及其休息平臺(tái)和前室、走道等明顯易于取用的地點(diǎn)；但本展廳南北向柱跨將近70m，中間均無(wú)任何柱子，是大空間無(wú)柱展廳，除了在展廳四周的墻體、樓梯、走道及柱子邊設(shè)置消防箱外，中間區(qū)域無(wú)處設(shè)置消防箱。根據(jù)《展覽建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ218—2010）第7.1.12條“展廳在主要出入口、疏散走道、樓梯間附近等處設(shè)置室內(nèi)消火栓后，經(jīng)計(jì)算仍不能保證有兩支水槍的充實(shí)水柱能同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位時(shí)，可沿疏散通道設(shè)置埋地型室內(nèi)消火栓”的規(guī)定，在本展廳的中間通道上設(shè)置一排地埋式消火栓，此中間位置不能設(shè)置展位，不能有任何遮擋，且發(fā)生火災(zāi)時(shí)要方便消防隊(duì)員取用消火栓。消火栓井的布置詳見(jiàn)圖1。地埋式消火栓設(shè)在專(zhuān)用的消火栓井里，井的凈尺寸為1m?1m?1m，井內(nèi)設(shè)室內(nèi)消火栓、水槍、水帶消防卷盤(pán)和直接啟動(dòng)水泵的按鈕，詳見(jiàn)圖2；井蓋上設(shè)有明顯的室內(nèi)消火栓標(biāo)志，且噴色要與展館地坪顏色區(qū)分開(kāi)來(lái)。井內(nèi)空氣潮濕，除了井底設(shè)置排水接口外，井蓋上還應(yīng)設(shè)置透氣孔，消火栓啟泵按鈕還應(yīng)采用防水措施。地埋式消火栓管道從東西2側(cè)的消火栓主環(huán)管上各引一根支管在覆土里敷設(shè)至各個(gè)地埋式消火栓井，2根支管的啟端均設(shè)有檢修閥門(mén)，中間如需增設(shè)閥門(mén)，則和消火栓井一起敷設(shè)。

圖1 消火栓井平面布置圖

圖2 室內(nèi)消火栓井平面布置圖

2.2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

本展廳屋頂整體呈現(xiàn)為波浪折行，故展廳凈高最低點(diǎn)為20m，最高點(diǎn)為23m；根據(jù)當(dāng)時(shí)規(guī)范《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2001（2005年版）的規(guī)定，本展館各區(qū)域自動(dòng)滅火系統(tǒng)的參數(shù)如下：展廳凈高（h＞18m）、登陸廳凈高（18＞h＞12）均采用大空間智能型主動(dòng)滅火系統(tǒng)（按現(xiàn)行規(guī)范需采用濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)）；其他區(qū)域凈高（h＜8m），均采用濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

本文重點(diǎn)探討大空間智能型主動(dòng)滅火系統(tǒng)。

2.2.1 系統(tǒng)的確定和設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇

按當(dāng)時(shí)現(xiàn)行的《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50084-2014）（2005年版）和《大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（CECS 263:2009）知，大于12m的大空間均需要設(shè)大空間智能型主動(dòng)滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效撲滅著火點(diǎn)火源，而且對(duì)這個(gè)展廳頂部的整體效果起了重要的作用。本展廳總的凈展覽面積約27000m2，共設(shè)置了36門(mén)水炮，每個(gè)展廳12門(mén)，每個(gè)水炮的保護(hù)半徑為25m，系統(tǒng)中水炮同時(shí)開(kāi)啟個(gè)數(shù)為9個(gè)，故系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為45L/s，考慮到與自噴系統(tǒng)合用，對(duì)水炮安全性有影響，故在地下消防水泵房?jī)?nèi)單獨(dú)設(shè)置2臺(tái)專(zhuān)用大空間自動(dòng)噴水泵。

2.2.2 系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由地下消防泵房?jī)?nèi)的專(zhuān)用大空間自動(dòng)噴水泵送出1根DN200的給水干管至展館室內(nèi)，每個(gè)展廳從DN200的給水干管上引出2根DN150的干管經(jīng)水流指示器及信號(hào)閥后沿著展廳四周成環(huán)敷設(shè)，再沿著張弦梁上弦主剛梁下敷設(shè)3根DN100的配水管，配水管2端均與環(huán)管連接，每根配水管上均設(shè)有3個(gè)水炮，每個(gè)水炮前均設(shè)有檢修閘閥和電磁閥，每個(gè)水炮處的工作壓力均為0.6MPa。

原設(shè)計(jì)每根DN100的配水管均貼張弦梁上弦主剛梁敷設(shè)，但因?yàn)楸菊箯d屋面是帶有輕微波浪型的折型屋面，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)管道無(wú)法根據(jù)屋面坡度不規(guī)則安裝，在這種情況下也無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有配水管安裝高度一致。經(jīng)設(shè)計(jì)人員與現(xiàn)場(chǎng)施工方多次商討研究，最終決定每根配水管根據(jù)其具體所在屋面的情況，在不同的主鋼梁下保證同一高度吊裝。每根配水管的吊裝高度以每處屋面最低主鋼梁下高度為準(zhǔn)，詳見(jiàn)圖3。管道和水炮的固定也是施工時(shí)遇到的一個(gè)難題，本展廳屋面是由鋁鎂錳合金和眾多鋼管連接而成的金屬屋面，基本不能承受荷載，如果將管道支架固定在金屬屋面下的檁條上，則當(dāng)水炮工作時(shí)產(chǎn)生的晃動(dòng)將影響屋面的結(jié)構(gòu)安全。為了解決支管固定的問(wèn)題，設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)密切配合，最終決定將配水管的支架固定在上弦主剛梁上，水炮支架固定在撐桿上。具體做法如下：采用8#槽鋼焊接在上弦主鋼梁上；每個(gè)消防水炮重18kg，后坐力0.2kN，每個(gè)水炮的安裝高度根據(jù)其所在位置張弦梁撐桿底部的高度進(jìn)行確定，水炮接管與張弦梁撐桿進(jìn)行抱箍固定。經(jīng)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)復(fù)核，張懸梁結(jié)構(gòu)體系可以滿(mǎn)足所有管道、配件和水炮的荷載。水炮具體固定方式詳見(jiàn)圖3。

圖3 水炮配水管及水炮支架固定詳

2.2.3 系統(tǒng)控制

水炮為探測(cè)器、水炮一體化設(shè)置。當(dāng)水炮探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)時(shí)發(fā)出指令聯(lián)動(dòng)打開(kāi)相應(yīng)的電磁閥，啟動(dòng)設(shè)于消防泵房?jī)?nèi)的水炮專(zhuān)用消防水泵進(jìn)行滅火，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警；并將火災(zāi)信號(hào)送到火災(zāi)報(bào)警控制器，撲滅火源后，裝置再發(fā)出指令關(guān)閉電磁閥，停止水泵。

消防水炮須采用雙波段紅外、紫外復(fù)合探測(cè)方式，避免出現(xiàn)因現(xiàn)場(chǎng)特殊材料燃燒而產(chǎn)生的紫外火焰不能被紅外探測(cè)監(jiān)控到的盲區(qū)，防止因陽(yáng)光和普通照明燈光的干擾而導(dǎo)致紅外探測(cè)監(jiān)控誤報(bào)的情況出現(xiàn)，保證其探測(cè)的可靠性。

水炮須具有自動(dòng)檢測(cè)定位功能。即利用激光定位原理，在無(wú)需射水的情況下，就能檢測(cè)到水炮的射水位置。以便于日后消防水炮維護(hù)時(shí)，無(wú)需噴水即能直接測(cè)試水炮定位的準(zhǔn)確與否。

消防水炮現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域控制器的功能及要求：

①面板上按鍵須具有對(duì)任意一個(gè)消防炮進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)水平（左右）轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直（上下）轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，假如消防水炮鎖定火災(zāi)位置不準(zhǔn)確，即可通過(guò)純手動(dòng)定位來(lái)修正射水角度；

②面板上按鍵須具有對(duì)任意一個(gè)電磁閥進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)打開(kāi)或關(guān)閉控制的功能；

③面板上按鍵須設(shè)置急停按鈕，即當(dāng)水炮誤噴時(shí)，按下該急停按鈕，射水立即停止；

④面板上的指示燈須能夠直觀顯示現(xiàn)場(chǎng)任意一個(gè)消防水炮、電磁閥以及末端試水裝置的運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警和故障等信息；

⑤具有LCD液晶顯示，可選擇所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)編程；

⑥內(nèi)置黑匣子，具有對(duì)火警、故障、動(dòng)作等所有事件記錄的存儲(chǔ)及查詢(xún)功能。

3 結(jié)語(yǔ)

南京國(guó)際博覽中心三期的展覽中心作為南京市的重點(diǎn)工程，承擔(dān)著大型展覽、文化交流的重要任務(wù)，另一方面由于展覽建筑的特殊性，展會(huì)期間人員非常密集，消防安全至關(guān)重要。本文簡(jiǎn)單介紹了展覽建筑消防設(shè)計(jì)中遇到的一些問(wèn)題及解決問(wèn)題的方法，以實(shí)現(xiàn)水消防系統(tǒng)為展覽建筑構(gòu)筑一道安全屏障的目標(biāo)。